VISSIM使用说明.ppt
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1、微观交通仿真微观交通仿真Vissim1 VISSIM微观仿真软件介绍 2 建立仿真路网3 交通流特性及行驶规则的设置4 评价参数检测器设置5 仿真路网的测试与标定6 公共交通仿真7 动态交通分配第一节 VISSIM简介1VISSIM仿真系统基本原理VISSIM由德国PTV公司开发的微观交通流仿真系统。是一个离散的、随机的、以1/10秒为时间步长的微观仿真软件。车辆的纵向运动采用了德国Karlsruhe大学Wiedemann教授的“心理生理跟车模型”;横向运动(车道变换)采用了基于规则(Rule-based)的算法。不同驾驶员行为的模拟分为保守型和冒险型。交通仿真器和信号状态发生器VISSIM软
2、件系统内部由交通仿真器和信号状态发生器两大程序组成,它们之间通过接口来交换检测器的呼叫和信号状态。交通仿真交通仿真器器-是一个微是一个微观的交通流仿观的交通流仿真模型。真模型。包括:包括:跟车模型跟车模型、车车道变换模型道变换模型。信号状态发生器信号状态发生器-信号控制软件信号控制软件。以。以仿真步长为基础不断地从交通仿真器中仿真步长为基础不断地从交通仿真器中获取检测信息,决定下一仿真时刻的信获取检测信息,决定下一仿真时刻的信号状态并将这信息传送给交通仿真器。号状态并将这信息传送给交通仿真器。2VISSIM仿真系统基本功能VISSIM能够分析车道特性、交通组成、交通信号灯等约束条件下交通运行情
3、况;对交通基础设施实时运行情况进行交通模拟;以文件的形式输出各种交通评价参数;如:行程时间、排队长度等。它是分析和评价交通基础设施建设中各种方案的交通适应性情况的重要工具。VISSIMVISSIM的主要交通分析功能的主要交通分析功能1、固定式信号灯配时方法的开发、评价及优化。2、能对各种类型的信号控制进行模拟。例如:定时控制方法、车辆感应信号控制方法、SCATS和SCOOT控制系统中的信号控制等。在VISSIM中,交通信号配时策略还可以通过外部信号状态发生器(VAP)来进行模拟,VAP允许用户设计自己定义的信号控制方法。3、可用来分析慢速区域的交通流交织和合流情况。4、对各种设计方案进行对比分
4、析。包括信号灯控制以及停车控制交叉口、环形交叉口以及立交等。5、分析公共交通系统的复杂站台设施的通行能力和运行情况。6、评价公共交通优化处理的各种方案。7、运用内置的动态分配模式分析和评价有关路径选择的问题。例如:各种信息牌对交通带来的冲击。3VISSIM仿真流程 调查交通量或者预测交通量调查交通量或者预测交通量道路平面图和交通组织方案道路平面图和交通组织方案交通参数设置、初始配时交通参数设置、初始配时初步建立仿真路网初步建立仿真路网仿真流量与输仿真流量与输入流量是否吻入流量是否吻合合仿真动画和评价指标输出仿真动画和评价指标输出调整交通设计方案调整交通设计方案NONO仿真网络检查仿真网络检查仿
5、真运行仿真运行YES是否符合要求是否符合要求输出优化后的方案输出优化后的方案YES4VISSIM操作界面介绍 工具栏工具栏状态栏状态栏标题栏标题栏菜单栏菜单栏滚动条滚动条第二节 建立仿真路网在微观交通仿真中,建立一个符合实际的仿真路网是交通仿真的基础,也是取得可用的、有效的仿真评价指标的必要条件。建立仿真路网准备一张带比例尺的设计平面图;在该底图上,利用VISSIM软件中的路网单元模块(Link和Connector)建立路网。1导入底图建立路网的仿真模型,首先必须导入仿真对象带比例尺的现状平面图或设计平面图。例:平面十字交叉口仿真研究,建立路网程序:通过OptionsBackgroundOpe
6、n导入平面设计图文件(底图必须是.Bmp格式)。通过OptionsBackgroundScale按比例缩放图片。通过OptionsBackgroundOrigin手工拖/拉背景图片。(4)为了避免以后使用时再次导入相同图片的繁琐程序,用户可以通过OptionsBackgroundParametersSave保存当前图片信息参数(保存文件格式为*.hgr)。2建立路网的方法VISSIM使用Link和Connector两个基本的组件来描述一条连续的路径,或描述整个路网。Link(路段):有方向性的矢量。定义路段需输入该路段的车道数、车道宽度、坡度等。用于建立和移动Link。用于编辑Link。Con
7、nector(连接):连接同方向Link中的车道,每条Connector可同时连接一条或几条车道。用于建立和编辑Connector。(1)定义Link(路段)V3.7Link(路段)单元参数设置对话框:路段编号路段编号路段名称路段名称路段类型路段类型路段长度路段长度车道数车道数车道宽度车道宽度路段坡度路段坡度复制对向车道复制对向车道复制的对向车道的车道数复制的对向车道的车道数打开打开/关闭车道上的车辆显示关闭车道上的车辆显示改变车道的方向改变车道的方向计算行驶成本,仅在安装了动态分布功能的模块时生效。路段高度路段高度,仅,仅3D显示时生效显示时生效Evaluation:确定评价路段时所用区段(
8、segment)的单位长度。Lane Closure:车道车道关闭关闭。可以禁止某。可以禁止某类车辆在路段的某类车辆在路段的某条车道上通行。条车道上通行。(可用于设置公交(可用于设置公交专用道、小汽车专专用道、小汽车专用道等)用道等)定义Link(路段)V4.0(2)定义Connector(连接)单元Name:连接的名称。FromLink和ToLink:起始路段和终止路段对应连接的车道(车道数需匹配)。Emerg.Stop:紧急停车距离。LaneChange:变换车道距离。(距前方连接的距离)Gradient:连接单元的坡度。Points:选择Spline可设置Points的插入点数。Dire
9、ction:当车辆用按钮 指定了转向后,该选项才需设置。未被指定转向的车辆只通过Direction为All的连接。同路段(同路段(Link)功能。)功能。3路网建立实例用Link和Connector建立交叉口和路网时,一个Link表示一条车道还是多条车道、Connector如何连接等,要结合实际的道路情况而定。某交叉口实例:在建立十字交叉口过程中需要处理好 进口道Link的设置 车道展宽/缩减渐变段的处理 进口道和出口道的连接这三个关键部分。(1)进口道路段的处理路段上如对车道功能无特殊划分(如设公交专用道),可用一条多车道的Link来表示。例:图中五车道路段。如果两条车道功能完全不相如果两条
10、车道功能完全不相同,并且车辆不能相互变换车道,同,并且车辆不能相互变换车道,最好用两条最好用两条Link来表示。来表示。(2)车道展宽/缩减渐变段的处理实际的道路上经常有车道增加和缩减的情况。车流在这种渐变段上的跟车行为、变换车道行为都与正常路段不同,更为复杂。VISSIM中仍然是通过Link和Connector单元来模拟,若处理不当会造成仿真的严重失真。车道展宽渐变段车道展宽渐变段车道展宽渐变段因车道数增多,通常很少有大的交通问题。下图从3车道增为4车道。有有2种种方案处方案处理:理:方案一一条Connector(Connector1)连三条车道(左图)另一条另一条Connector(Con
11、nector2)连一条车道(右)连一条车道(右图)图)方案二两条Connector分别连二条车道 车道缩减渐变段车道缩减渐变段车道缩减时的连接方法与车道增加时类似,只是方向相反。注意:车道增加时前面两种方案在效果上不会有什么差别。车道缩减渐变段往往是交通瓶颈处,不同的处理方法会有不同的效果。需要根据道路上实际的合流情况来确定。(3)进口道和出口道的连接所谓车道组(lanegroup)是指具有完全相同功能的车道组合。经三步设置后的平面交叉口的仿真路网图十字交叉口仿真路网建立实例以中心显示线的平面交叉口的仿真路网图第三节 交通流特性及行驶规则的设置在建立了仿真路网后,需要进行交通流特性参数及行驶规
12、则的设置,以便真实地模拟实际车流在路网中的运行。交通流特性参数可分为 微观和宏观 交通流特性;行驶规则:应与实际路网上的标志标线等交通控制和管理措施对应。1微观交通流特性参数微观交通流特性参数 包括各种车辆的期望车速分布曲线;车辆的加/减速特性;车辆的几何尺寸;驾驶员行为参数设置等。(1)车辆的期望车速(DesiredSpeed)任何车辆的期望车速特性是一个极为重要的参数,对于车辆之间的跟车和变换车道有重要的影响,并间接影响通行能力和行车速度。车辆期望车速设定后,每一类车辆进入仿真系统时如果没有其它车辆干扰或其它交通规则限制,车辆将以该速度行驶(仅有一个较小的随机变化量)。各车型的各车型的De
13、s.SpeedDes.Speed定义定义NetworkEditorDistributionDesiredSpeedBase Data Distribution Desired Speed (V4.0)一般在确定输入流量的车种组成时,定义每种车辆类型的期望车速,同时可以定义分布曲线。期望车速和分布曲线对话框期望车速和分布曲线对话框(2)车辆的加、减速特性车辆的期望加、减速与当前车辆速度以及司机的行为有关。最大加、减速度特性往往反映车辆自身的动力性能。VISSIM在描述车辆加、减速特性时,是结合车辆类型进行定义的。共有四个参数:最大加速度期望加速度最大减速度期望减速度。各种车型的加减速参数定义:N
14、etworkEditor Functions Acceleration,通常采用默认值。(3)车辆的几何尺寸车辆的车身长度直接影响车辆的跟车行为和超车行为,对变换车道也有影响。对车辆的几何尺寸的描述包括:长度和宽度,以及前后轴距等。VISSIM的2D模型中没有车辆高度描述;在3D模型中,车辆的高度是随长度和宽度按比例自动确定的。缺点:仿真模型中的车道宽度对车辆的行驶没有影响,这点是与实际情况不相符的。Shaftn.轴,杆状物Gearingn.传动装置Rearn.adj.后面,背后,后方,屁股(4)驾驶员行为参数设置交通流理论中对驾驶员的跟车行为和变换车道行为都建立了相关的模型。VISSIM中所
15、依据的跟车模型为德国卡尔斯鲁厄大学的Wiedemann教授于1974年和1997年分别建立的城市道路跟车模型和高速公路跟车模型。驾驶员行为参数的设置可通过 Simulation DrivingBehavior中修改。建议只有高级使用人员才能修改有关参数。2宏观交通流特性参数宏观交通流特性参数包括车型分类、交通量组成、流量输入、路径选择。(1)车型分类VISSIM采用分级体系来定义车型分类,即:车辆分级车辆类别车辆类型。车辆类型(VehicleTypes):是分级体系中最低层。指具有相似的技术特性和物理驾驶行为的一组车。车辆类型对话框车辆类型对话框车辆类别(VehicleClass):具有相似驾
16、驶行为(但有不同的车辆特性)的一种或多种车辆类型。速度评价、路径选择和一些其它的路网单元都是以车辆类别来分类的。例如:小客、大客、小货等。车辆分级(VehicleCategory):是具有相似车辆行为的预设的、静态的分级。例如分级Tram不允许在多车道的Link上变换车道,也不会偏离它的期望车速。每一个车辆类型都被分配到一个车辆分级。(2)交通组成车辆的物理特性(如长度等)和动力性能(如加减速性能等)不同,它们在道路中的行驶特性(如期望车速、车辆之间的跟车和超车条件)将不同。在微观仿真系统中,交通组成主要是反映车流中车型的特性。车型的划分:根据车辆物理特性和技术性能。例如:大、小客货车、公交车
17、、拖挂车等。车流中各类车型的比例:应符合实际交通流特点,反映时间和空间上的变化。例如:路网中不同的节点和断面、不同的时段,交通流中车种比例都可能不同。定制交通组成定制交通组成Trafficcomposition用于确定路网输入流量的各种车型和每种车型的流量比例及期望车速。Rel.Flow-指各种车型的相对流量,既可以输入流量的绝对值,也可输入各车型流量的百分比。建议输入流量的绝对值。期望车速的定义同前。(3)输入流量流量是交通仿真系统中最基本、最重要的参数之一。输入流量时注意:1)确定交通流产生地点:交通产生点的选取要设在研究区域以外,以免对研究区域产生影响。2)确定合理的起始时间和间隔:对于
18、不同交通流的产生点,可以设置多个时间段,每个时间段的输入流量各不相同。3)确定仿真时间:仿真初始阶段,路网中车流是从无到有的,流量输入的时间应该比要仿真的时段长些。流量输入流量输入 按钮用于定义输入流量。进入流量对话框后,选择输入流量的车种组成、流量和时间间隔。如果要求精确如果要求精确生成指定的流量,生成指定的流量,则选择:则选择:Generate exact number of vehicles栏。栏。(4)路径选择仿真系统的模拟车辆须确定各自目的地。受标志标线的约束,不同车辆选择路径的过程较为复杂。在VISSIM中有两种选择方式:动态路径选择模式:由驾驶员根据某种模式对路径进行选择。该模式
19、适于网络分析;静态路径选择模式:车辆最初在某地点确定了行驶方向后,在行驶过程中,无论发生什么情况都不会改变路径。该模式适用于“点”和“线”交通设施的交通分析。静态路径选择静态路径选择通过按钮(Route decision)来定义。在定义路径时需要先确定路径选择生先确定路径选择生效路段起迄断面;效路段起迄断面;再确定该路径作用再确定该路径作用车辆的类型和时间间隔。车辆的类型和时间间隔。时间间隔可有多段,时间间隔可有多段,但彼此间不能重叠。但彼此间不能重叠。可以输入各条路径的流量可以输入各条路径的流量比,也可以输入各条路径比,也可以输入各条路径的绝对流量值,建议输入的绝对流量值,建议输入绝对值。绝
20、对值。每个路径选择都有一每个路径选择都有一个起始端(图中的红个起始端(图中的红线所示),但可以有线所示),但可以有多个终点端(图中绿多个终点端(图中绿线所示)。线所示)。路径选择只在这两条线之间的路段间起作用。路径对应有多个终点端时,需要考虑流量的分配,路径设置时需注意的问题:路径设置时需注意的问题:l 单个交叉口-只需确定每个进口道车流的转向流量,可采用上图所示方法。l有多个交叉口的长路段-原则上可以用路径选择(Routedecision)确定每个进入主线车流的所有出口,但由于车流的OD(起迄点)信息很难得到,通常采用在每个交叉口进口道前使用路径选择分配转向车流,保证每个进口道转向流量正确。
21、l有多个交叉口的路网-使用静态的路径选择(Routedecision)难以描述路网中复杂的车流运动情况,通常都采用动态路径选择来解决。行驶方向决策行驶方向决策 仅当无法使用行驶路径决策时使用行驶方向决策。当行驶路径决策不存在的时候行驶方向决策仍然存在。1.选择“行驶方向决策”模式按钮。2.鼠标左键单击需要设置行驶方向决策的路段。3.在所选路段上需要设置方向决策点的位置点击鼠标右键,打开创建行驶方向决策窗口。4.选择行驶方向决策点的目标行驶方向。5.选择受该行驶方向决策影响的车辆类别。3车辆行驶规则道路设施运行的交通流,往往受道路交通设施物理条件的约束、受相邻车辆的行驶约束、以及交通规则和标志标
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